JP2682393B2 - Static type semiconductor memory device - Google Patents

Static type semiconductor memory device

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JP2682393B2
JP2682393B2 JP5222218A JP22221893A JP2682393B2 JP 2682393 B2 JP2682393 B2 JP 2682393B2 JP 5222218 A JP5222218 A JP 5222218A JP 22221893 A JP22221893 A JP 22221893A JP 2682393 B2 JP2682393 B2 JP 2682393B2
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    • Y10S257/903FET configuration adapted for use as static memory cell

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスタティック形半導体記
憶装置、特に負荷として薄膜トランジスタを用いたメモ
リセルの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static semiconductor memory device, and more particularly to improvement of a memory cell using a thin film transistor as a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】スタティック形半導体記憶装置のメモリ
セルとして相補形フリップフロップを利用したものがあ
る。すなわち、図5に示すように、負荷用としてのPチ
ャネル形MOS(広くは、MIS)トランジスタQ1、
Q2及び駆動用としてのNチャネル形MOSトランジス
タQ3、Q4を電源Vcc、GND間に直列接続して2
つのインバータを構成し、これらのインバータの入出力
を相互に接続する。また、各インバータのノードN1、
N2をトランスファゲートとしてのNチャネルMOSト
ランジスタQ5、Q6を介してビット線BL、*BLに
接続する。さらに、MOSトランジスタQ5、Q6のゲ
ートをワード線WLに接続する。
2. Description of the Related Art As a memory cell of a static semiconductor memory device, there is one using a complementary flip-flop. That is, as shown in FIG. 5, a P-channel type MOS (generally speaking, MIS) transistor Q1 for load,
Q2 and N-channel type MOS transistors Q3 and Q4 for driving are connected in series between the power supply Vcc and GND, and 2
One inverter is configured and the input and output of these inverters are connected to each other. In addition, the node N1 of each inverter,
N2 is connected to bit lines BL and * BL via N channel MOS transistors Q5 and Q6 as transfer gates. Further, the gates of the MOS transistors Q5 and Q6 are connected to the word line WL.

【0003】最近、図5の負荷用のPチャネルMOSト
ランジスタQ1、Q2として薄膜トランジスタ(TF
T)を用いて高集積化と共に消費電力の低減を図ったも
のが知られている(参照:特開平2−14565号公
報)。薄膜トランジスタを用いたスタティック形メモリ
セルの一例を図6、図7を参照して説明する。なお、図
6は平面図、図7は図6のA−A線断面図である。
Recently, a thin film transistor (TF) has been used as the load P-channel MOS transistors Q1 and Q2 shown in FIG.
It is known that T) is used to achieve high integration and reduce power consumption (see Japanese Patent Laid-Open No. 14565/1990). An example of a static memory cell using a thin film transistor will be described with reference to FIGS. 6 is a plan view and FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【0004】 P1、P2、P3はたとえばP- 型単結
晶シリコン基板1(図7)内に設けられたN形不純物領
域であって、トランジスタQ3〜Q6のソース領域、ド
レイン領域となる。第1層配線層S1、S2、S3は、
フィールド酸化膜2及びゲート酸化膜3(図7)上に設
けられた、多結晶シリコン層及びその上に設けられた高
融点金属(MoSi 2 、Ti n Si 2 、TiSi 2 、WSi 2 )層よ
りなるポリサイド層であって、トランジスタQ3〜Q6
のゲート電極として作用する。また、ポリサイド層S1
はワード線WLとしても作用する。第2層配線層GND
は、絶縁層4(図7)を介して設けられたポリサイド層
もしくは高融点金属シリサイド層であって、接地電位が
印加される。第3層配線層TG1、TG2は、絶縁層5
(図7)を介して設けられた多結晶シリコン層であっ
て、薄膜トランジスタQ1、Q2のゲート電極の作用を
する。第4層配線層TB1、TB2は、絶縁層6(図
7)を介して設けられた非結晶化シリコンをアニールす
ることにより結晶化した多結晶シリコン層であって、薄
膜トランジスタQ1、Q2のソース領域、チャネル領
域、ドレイン領域の作用をなす。この場合チャネル領
域には、1×1012〜1×1013個/cm2 程度のN形
不純物原子(たとえばP、AS )が注入され、また、ソ
ース領域及びドレイン領域には、1×1015〜1×10
16個/cm2 程度のP形不純物原子(たとえばB)が注
入される。第5層配線層(ビット線)BL、*BLは、
絶縁層7(図7)を介して形成されたアルミニウム層で
ある。
P1, P2, and P3 are N - type impurity regions provided in the P type single crystal silicon substrate 1 (FIG. 7), for example, and serve as source regions and drain regions of the transistors Q3 to Q6. The first wiring layers S1, S2, S3 are
Field provided on the oxide film 2 and the gate oxide film 3 (FIG. 7), polycrystalline silicon layer and the refractory metal disposed thereon (MoSi 2, Ti n Si 2 , TiSi 2, WSi 2) layer A polycide layer formed of the transistors Q3 to Q6
Acts as a gate electrode of. In addition, the polycide layer S1
Also functions as a word line WL. Second layer wiring layer GND
Is a polycide layer or a refractory metal silicide layer provided via the insulating layer 4 (FIG. 7), to which a ground potential is applied. The third wiring layers TG1 and TG2 are the insulating layers 5
The polycrystalline silicon layer provided via (FIG. 7) acts as the gate electrodes of the thin film transistors Q1 and Q2. The fourth wiring layers TB1 and TB2 are polycrystalline silicon layers crystallized by annealing the non-crystallized silicon provided via the insulating layer 6 (FIG. 7), and are the source regions of the thin film transistors Q1 and Q2. Functions as a channel region and a drain region. In this case, the channel region is, 1 × 10 12 ~1 × 10 13 / cm 2 or about N-type impurity atoms (e.g. P, A S) is injected, also in the source and drain regions, 1 × 10 15 ~ 1 x 10
About 16 / cm 2 P-type impurity atoms (for example, B) are implanted. The fifth wiring layer (bit line) BL, * BL is
It is an aluminum layer formed through the insulating layer 7 (FIG. 7).

【0005】 C1〜C11はコンタクトであり、次の
ごとく作用する。 C1…トランスファーゲートQ5と
ビット線BLとを接続する。 C2…トランスファーゲートQ6とビット線*BLとを
接続する。 C3…MOSトランジスタQ3のドレインとMOSトラ
ンジスタQ4のゲートとを接続する。 C4…配線層S2と薄膜トランジスタQ2のゲートTG
2とを接続する。 C5…薄膜トランジスタQ2のゲートTG2と薄膜トラ
ンジスタQ1のドレイン領域である配線層TB1とを接
続する。 C6…トランスファゲートQ6の不純物領域P2とMO
SトランジスタQ3のゲートS3とを接続する。 C7…MOSトランジスタQ4のドレイン領域P3とM
OSトランジスタQ3のゲートS3とを接続する。 C8…配線層S3と薄膜トランジスタQ1のゲートTG
1とを接続する。 C9…薄膜トランジスタQ1のゲートTG1と薄膜トラ
ンジスタQ2のドレイン領域TB2とを接続する。 C10…MOSトランジスタQ4のソース領域P3及び
接地電位線GNDとを接続する。 C11…MOSトランジスタQ3のソース領域P1と接
地電位線GNDとを接続する。
C1 to C11 are contacts, which operate as follows. C1 ... Transfer gate Q5 and bit line BL are connected. C2 ... Transfer gate Q6 and bit line * BL are connected. C3 ... Connects the drain of the MOS transistor Q3 and the gate of the MOS transistor Q4. C4 ... Wiring layer S2 and gate TG of thin film transistor Q2
2 is connected. C5 ... Gate TG2 of thin film transistor Q2 and thin film transistor
The wiring layer TB1 which is the drain region of the transistor Q1 is connected. C6 ... Impurity regions P2 and MO of the transfer gate Q6
It is connected to the gate S3 of the S transistor Q3. C7 ... Drain regions P3 and M of the MOS transistor Q4
It is connected to the gate S3 of the OS transistor Q3. C8 ... Wiring layer S3 and gate TG of thin film transistor Q1
Connect with 1. C9 ... The gate TG1 of the thin film transistor Q1 is connected to the drain region TB2 of the thin film transistor Q2. C10 ... Connects the source region P3 of the MOS transistor Q4 and the ground potential line GND. C11 ... Connects the source region P1 of the MOS transistor Q3 and the ground potential line GND.

【0006】次に、図5〜図7のスタティック半導体記
憶装置の読み書きを行うときのメモリセルの動作を説明
する。まず、選択したメモリセルにデータ“1”を書き
込む場合は、各ビット線BL,*BLをハイレベル
(“1”)、ローレベル(“0”)とし、これらのレベ
ルがトランスファーゲートQ5、Q6を介して記憶ノー
ドN1、N2にそれぞれ伝達される。このとき、ノード
N1に書き込まれるハイレベルはトランスファゲートQ
5のしきい値電圧VTNと基板バイアス効果αによりVCC
−VTN−αとなり、たとえば、VCC=3Vのとき、VTN
=0.7V、α=0.3Vであるので2V程度である。
このハイレベルは薄膜トランジスタQ2をオフする方向
に、MOSトランジスタQ4をオンする方向に起動す
る。また、ノードN2のローレベルは薄膜トランジスタ
Q1をオンする方向に、MOSトランジスタQ3をオフ
する方向に起動する。そして、これらのトランジスタと
記憶ノードの容量や抵抗で決定される時定数より十分長
い時間が経過した後、ノードN1の電圧はMOSトラン
ジスタQ4がオンするために、VCC−VTN−αから電源
電圧レベルVCCになる。また、データ“0”を書き込む
ときは、ビット線対BL、*BLのレベルが逆になり、
メモリセルは上述と逆の動作をする。
Next, the operation of the memory cell when reading / writing the static semiconductor memory device of FIGS. 5 to 7 will be described. First, when writing data "1" to the selected memory cell, each bit line BL, * BL is set to high level ("1") and low level ("0"), and these levels are set to transfer gates Q5 and Q6. Are transmitted to the storage nodes N1 and N2, respectively. At this time, the high level written in the node N1 is the transfer gate Q.
V cc due to the threshold voltage V TN of 5 and the substrate bias effect α
−V TN −α, for example, when V CC = 3V, V TN
= 0.7V and α = 0.3V, it is about 2V.
This high level activates in the direction of turning off the thin film transistor Q2 and in the direction of turning on the MOS transistor Q4. Further, the low level of the node N2 activates in a direction of turning on the thin film transistor Q1 and in a direction of turning off the MOS transistor Q3. Then, after a time sufficiently longer than the time constant determined by the capacitance and resistance of these transistors and the storage node, the voltage of the node N1 is supplied from V CC -V TN -α because the MOS transistor Q4 is turned on. It goes to the voltage level V CC . When writing data “0”, the levels of the bit line pair BL, * BL are reversed,
The memory cell operates in reverse.

【0007】 次に、メモリセルの記憶情報がデータ
“1”、すなわち薄膜トランジスタQ1、MOSトラン
ジスタQ4がオン、薄膜トランジスタQ2、MOSトラ
ンジスタQ3がオフと仮定して読出について説明する。
ビット線対BL、*BLはビット線の負荷トランジスタ
(図示せず)により電源電圧VCCレベルまで引き上げら
れているために、ワード線WLがハイになり、かつビッ
ト線対BL、*BLが選択されると、ノードN2のロー
レベルはビット線*BLの電源電位をMOSトランジス
タQ6、Q4を介して放電し、ワード線WLが選択され
ている期間だけが下がり続ける。一方、ノードN1のハ
イレベルつまりビット線BLはMOSトランジスタQ3
がオフしているために、ハイレベルのままとなる。すな
わち、ビット線BLとビット線*BLはそれぞれVCC
CC−VB (VB :ワード線WLが選択されている期間
に下がった電位)となり、この差電位をセンスアンプ
(図示せず)で増幅して読み出す。以上の読み書きが行
える電源電圧VCCの最小の電源電圧を駆動可能電源電圧
限界値と称する。
Next, reading will be described assuming that the information stored in the memory cell is data “1”, that is, the thin film transistor Q1 and the MOS transistor Q4 are on, and the thin film transistors Q2 and Q3 are off.
Since the bit line pair BL, * BL is pulled up to the power supply voltage V CC level by the load transistor (not shown) of the bit line, the word line WL becomes high and the bit line pair BL, * BL is selected. Then, the low level of the node N2 discharges the power supply potential of the bit line * BL via the MOS transistors Q6 and Q4, and continues to fall only while the word line WL is selected. On the other hand, the high level of the node N1, that is, the bit line BL is connected to the MOS transistor Q3.
Remains high because it is off. That is, the bit line BL and the bit line * BL are respectively V CC ,
The voltage becomes V CC -V B (V B : potential lowered during the period when the word line WL is selected), and this difference potential is amplified by a sense amplifier (not shown) and read. The minimum power supply voltage of the power supply voltage V CC at which reading and writing can be performed is referred to as a drivable power supply voltage limit value.

【0008】しかしながら、スタティック形半導体記憶
装置の微細化に伴い、トランスファゲートトランジスタ
のチャネル幅も小さくなると狭チャネル効果のために、
トランスファゲートトランジスタのしきい値電圧VTN
同一チャネル長で広いチャネル幅を持つトランジスタと
比較すると高くなる傾向にある。従って、上述の通り、
ハイレベルを書き込んだ直後のノードの電位はVCC−V
TN−αとなるので、微細化が進んだことによるVTNの高
くなる傾向は、書き込んだ直後のノードの電位VCC−V
TN−αを電源電圧VCCに対して、低くし、この結果、メ
モリセルが安定しなくなる。実際の値として、書き込ん
だ直後のVCC−VTN−αは、VTNが0.2V程度大きく
なるためにVCC=3Vの場合に1.8Vとなる。このよ
うな読み書きの動作において最も大切なことはセルデー
タを破壊しないことであり、そのためには迅速にメモリ
セルを安定な状態にすることである。すなわち、上述し
たようにノードN1の書き込み直後の電位VCC−VTN
αを迅速にVCCにすることである。
However, when the static semiconductor memory device is miniaturized and the channel width of the transfer gate transistor is reduced, the narrow channel effect is caused.
The threshold voltage V TN of the transfer gate transistor tends to be higher than that of a transistor having the same channel length and a wide channel width. Therefore, as mentioned above,
The potential of the node immediately after writing the high level is V CC -V
Since it becomes TN- α, the tendency for V TN to increase due to the progress of miniaturization is that the potential of the node V CC -V immediately after writing is high.
TN- α is made lower than the power supply voltage V CC , and as a result, the memory cell becomes unstable. As an actual value, V CC -V TN -α immediately after writing is 1.8 V when V CC = 3 V because V TN is increased by about 0.2 V. The most important thing in such a read / write operation is not to destroy the cell data, and for that purpose, it is necessary to quickly bring the memory cell into a stable state. That is, as described above, the potential V CC -V TN- immediately after writing to the node N1.
To bring α to V CC quickly.

【0009】次に、データ保持電圧について説明する。
ある動作保証内の電源電圧VCCをVCC1 としてメモリセ
ルにデータが書き込まれた状態で、スタンバイ状態にセ
ットした後、ある時間後に電源電圧VCCをVCC2 に下げ
たままデータを保持する。読み出すときには、電源電圧
CC2 をVCC1 に上げ、ある時間後にチップ選択状態に
して上述の読み出し動作で読み出す。このような場合の
データの書き込み読み出しが可能である電圧VCC2 の下
限の値をデータ保持電圧と称する。このデータ保持電圧
CC2 は、一般に、ハイレベルのノードN1の電位に何
らかの電荷の供給がなければ、拡散層のノードリーク電
流LN及びトランジスタQ3のサブスレッショールドリ
ーク電流LSにより、最終的には接地電位GNDレベル
まで達し、データを正しく保持できない。そのため、薄
膜トランジスタQ1により電荷を供給してやる必要があ
る。VCC=VCC2 のときの薄膜トランジスタQ1のオン
電流IONVCC2 とリーク電流LN、LSとは次の関係
にあれば、ノードN1のハイ電位を保持することができ
る。 IONVCC2 >>LN+LS つまり、IONVCC2 はLN+LSより大きいほど良
く、従って、データ保持を安定して行え、データ保持電
圧VCC2 を低くすることができる。実際の値として、I
ONVCC2 は1×10-9A程度、LNは1×10-13
程度、LSは1×10-15A程度で、VCC2 は1.8V
程度である。
Next, the data holding voltage will be described.
After the power supply voltage V CC within a certain operation guarantee is set to V CC1 and the data is written in the memory cell, the memory cell is set to the standby state, and after a certain time, the power supply voltage V CC is lowered to V CC2 to hold the data. At the time of reading, the power supply voltage V CC2 is raised to V CC1 and after a certain time, the chip is selected and read by the above read operation. It refers to lower values of the voltage V CC2 write reading of data is possible in such a case the data holding voltage. Generally, the data holding voltage V CC2 is finally determined by the node leak current LN of the diffusion layer and the sub-threshold leak current LS of the transistor Q3 unless some electric charge is supplied to the high-level node N1. The data reaches the ground potential GND level and data cannot be held correctly. Therefore, it is necessary to supply the charges by the thin film transistor Q1. If the ON current IONV CC2 of the thin film transistor Q1 and the leak currents LN and LS have the following relationship when V CC = V CC2 , the high potential of the node N1 can be held. IONV CC2 >> LN + LS That is, IONV CC2 is better than LN + LS, so that data can be held stably and the data holding voltage V CC2 can be lowered. As an actual value, I
ONV CC2 is about 1 × 10 -9 A, LN is 1 × 10 -13 A
, LS is about 1 × 10 -15 A, V CC2 is 1.8V
It is about.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のメモリセルは、面積を縮小させるため多層配線構
造を採用し、薄膜トランジスタの上層には絶縁層7を介
してアルミニウムのビット線BL、*BLが配線されて
いる。しかもまた、上述した書き込み時、スタンバイ時
(データ保持時)において、ハイレベルとなるノードに
接続されている薄膜トランジスタのチャネル領域上のア
ルミニウムのビット線BL、*BLはVCCレベルであ
り、このため、薄膜トランジスタのしきい値電圧は、ビ
ット線の影響がないときに比べて0.2V程度高くな
る。この結果、書き込み時においては、ハイレベルとな
るノードのVCC−VTN−αがVCCになるまで、すなわち
セルが安定するまでの時間が増大し、正しく書き込みが
できる駆動可能電源電圧が高くなるという課題がある。
また、データ保持時においては、電流IONVCC2 が減
少し、上述のデータ保持電圧VCC2 が上昇するという課
題がある。つまり、図5〜図7に示す従来の構造のメモ
リセルには駆動可能電源電圧値及びデータ保持電圧が
0.3V程度悪化するという課題があった。また、ビッ
ト線による電場の薄膜トランジスタのチャネル領域への
影響を小さくするために、シールド電極によりチャネル
領域を保護するものがある(参照:特開平4−2995
68号公報)。しかしながら、この場合は、このシール
ド電極は接地電位層と別個の層で形成されているので、
製造工程数が増大して製造コストが高いという課題があ
った。従って、本発明の目的は、製造コストを高くする
ことなく、スタティック形メモリセルの駆動可能電源電
圧及びデータ保持電圧を低くすることにある。
However, the above-mentioned conventional memory cell adopts a multi-layer wiring structure to reduce the area, and aluminum bit lines BL, * BL are formed above the thin film transistor via the insulating layer 7. Is wired. Moreover, the aluminum bit lines BL and * BL on the channel region of the thin film transistor connected to the high level node are at the V CC level during the above-described writing and standby (during data retention). The threshold voltage of the thin film transistor is about 0.2V higher than that when there is no influence of the bit line. As a result, at the time of writing, to V CC -V TN -α of the high level node becomes V CC, or cells increases the time required to stabilize a high drivable supply voltage correctly can write There is a problem of becoming.
Further, during data retention, there is a problem that the current IONV CC2 decreases and the above-mentioned data retention voltage V CC2 rises. That is, the memory cell having the conventional structure shown in FIGS. 5 to 7 has a problem that the drivable power supply voltage value and the data holding voltage are deteriorated by about 0.3V. Also,
Electric field to the channel region of the thin film transistor
Channels are shielded by a shield electrode to reduce the influence.
There is one that protects an area (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-2995).
No. 68). However, in this case, this seal
Since the electrode is formed in a layer separate from the ground potential layer,
There is a problem that the number of manufacturing steps increases and the manufacturing cost is high.
Was. Therefore, the object of the present invention is to increase the manufacturing cost.
Without reducing the drivable power supply voltage and the data holding voltage of the static memory cell.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、負荷用トランジスタと駆動用トランジス
タとからなるメモリセルを有するスタティック形半導体
記憶装置において、メモリセル以外の導電層からの電場
の影響を防ぐ基準電位層と前記駆動用トランジスタの基
準電位層とを同一の層で構成する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a load transistor and a drive transistor.
Static type semiconductor having memory cells consisting of
In storage devices, electric fields from conductive layers other than memory cells
Of the reference potential layer for preventing the influence of
The quasi-potential layer is composed of the same layer.

【0012】[0012]

【作用】上述の手段によれば、メモリセル外の導電体た
とえばビット線によるメモリセル内の電場の影響がなく
なる。
According to the above means, the influence of the electric field inside the memory cell by the conductor outside the memory cell, for example, the bit line is eliminated.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明に係るスタティック形半導体記
憶装置の第1の実施例を示す平面図、図2は図1のB−
B線断面図である。図1、図2においては、薄膜トラン
ジスタQ1、Q2のゲート電極としての多結晶シリコン
層TG1、TG2を第2層配線層とし、薄膜トランジス
タQ1、Q2のソース領域、チャネル領域、ドレイン領
域としての多結晶シリコン層TB1、TB2を第3層配
線層とし、接地電位層GNDを第4層配線層とした点が
図6、図7に示す従来のスタティック形メモリセルと異
なる。すなわち、薄膜トランジスタQ1、Q2のチャネ
ル領域はゲート電極として多結晶シリコン層TG1、T
G2と接地電位層GNDとによって狭まれている。
1 is a plan view showing a first embodiment of a static semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 2 is a line B- of FIG.
It is a B sectional view. 1 and 2, the polycrystalline silicon layers TG1 and TG2 as the gate electrodes of the thin film transistors Q1 and Q2 are used as the second wiring layer, and the polycrystalline silicon layers as the source region, the channel region, and the drain region of the thin film transistors Q1 and Q2 are used. This is different from the conventional static memory cell shown in FIGS. 6 and 7 in that the layers TB1 and TB2 are the third wiring layer and the ground potential layer GND is the fourth wiring layer. That is, the channel regions of the thin film transistors Q1 and Q2 serve as the gate electrodes of the polycrystalline silicon layers TG1 and T2.
It is narrowed by G2 and the ground potential layer GND.

【0014】このように、薄膜トランジスタQ1、Q2
のチャネル領域に対して接地電位層GNDが配置される
場合、接地電位層GNDは接地電位レベルにあるため薄
膜トランジスタQ1、Q2のチャネル領域への電界の影
響を低減することができる。さらに、接地電位層GND
はアルミニウム配線BLとチャネル領域としての多結晶
シリコン層TB1との間にあり、多結晶シリコン層TB
1を挟んでゲート電極TG1の対局にあることから、従
来の図6、図7で説明した書き込み時、スタンバイ時
(データ保持時)におけるVCCレベルのビット線BL、
*BLの薄膜トランジスタのチャネル領域への電界効果
を直接遮断できる。従って、薄膜トランジスタのチャネ
ル領域への他の電界からの影響は低減し、VCC−VTN
αが0.3V程度大きくなるため、書込み時のメモリセ
ルが安定するまでの時間を減少できる。また、データ保
持時の電流IONVCC2 を10倍程度増加させることが
できるのでメモリセルは安定する。なお、この場合の回
路動作は、上述の従来例と同様であるので説明は省略す
る。
In this way, the thin film transistors Q1 and Q2 are
When the ground potential layer GND is arranged with respect to the channel region of, since the ground potential layer GND is at the ground potential level, the influence of the electric field on the channel regions of the thin film transistors Q1 and Q2 can be reduced. Furthermore, the ground potential layer GND
Is between the aluminum wiring BL and the polycrystalline silicon layer TB1 as the channel region, and the polycrystalline silicon layer TB
Since the gate electrode TG1 is opposed to the gate electrode TG1 with the bit line 1 interposed therebetween, the bit line BL of V CC level at the time of writing and standby (data holding) described in FIGS.
* BL can directly block the electric field effect on the channel region of the thin film transistor. Therefore, the influence of other electric fields on the channel region of the thin film transistor is reduced, and V CC −V TN
Since α increases by about 0.3 V, the time required for the memory cell to stabilize during writing can be reduced. Further, since the current IONV CC2 at the time of holding data can be increased about 10 times, the memory cell becomes stable. The circuit operation in this case is the same as that of the above-mentioned conventional example, and therefore the description thereof is omitted.

【0015】図3は本発明に係るスタティック形半導体
記憶装置の第2の実施例を示す平面図、図4は図3のC
−C線断面図である。図3、図4においては、薄膜トラ
ンジスタQ1、Q2のソース領域、チャネル領域、ドレ
イン領域としての多結晶シリコン層TB1、TB2を第
3層配線層とし、薄膜トランジスタQ1、Q2のゲート
電極としての多結晶シリコン層TG1、TG2を、第4
層配線層とした点が図6、図7に示す従来のスタティッ
ク形メモリセルと異なる。すなわち、この場合にも、薄
膜トランジスタQ1、Q2のチャネル領域はゲート電極
として多結晶シリコン層TG1、TG2と接地電位層G
NDとによって狭まれている。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the static semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 4 is a C of FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line C of FIG. In FIGS. 3 and 4, the polycrystalline silicon layers TB1 and TB2 as the source region, channel region and drain region of the thin film transistors Q1 and Q2 are used as the third wiring layer, and the polycrystalline silicon layers as the gate electrodes of the thin film transistors Q1 and Q2 are used. The layers TG1 and TG2 are connected to the fourth
The difference from the conventional static type memory cell shown in FIGS. 6 and 7 is that the wiring layer is formed. That is, also in this case, the channel regions of the thin film transistors Q1 and Q2 serve as the gate electrodes of the polycrystalline silicon layers TG1 and TG2 and the ground potential layer G.
Narrowed by ND.

【0016】このようにして、第2の実施例において
も、第1の実施例と同様に、書き込み時のメモリセルが
安定するまでの時間を減少でき、また、データ保持時の
電流を10倍程度増加させることができるのでメモリセ
ルは安定する。
In this way, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the time until the memory cell becomes stable at the time of writing can be reduced, and the current at the time of holding data is increased by 10 times. Since it can be increased to some extent, the memory cell becomes stable.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
モリセル以外の導電層からの電場の影響を防ぐ基準電位
層と駆動用トランジスタの基準電位層とを同一の層で構
成したので、製造コストを上昇させることなく、メモリ
セルのビット線等のメモリセルに影響を与えるメモリセ
ル内外の電場を低減させ、これにより、メモリセルをよ
り安定にすることができ、逆に、データを反転し易くし
て、最小駆動可能電源電圧値を及びデータ保持電圧値を
改善できる。
According to the present invention as described above, according to the present invention, main
Reference potential that prevents the influence of electric fields from conductive layers other than molycell
The layer and the reference potential layer of the driving transistor are the same layer.
Since the electric field inside and outside the memory cell that affects the memory cell such as the bit line of the memory cell is reduced without increasing the manufacturing cost, the memory cell can be made more stable, and conversely The data can be easily inverted and the minimum drivable power supply voltage value and the data holding voltage value can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るスタティック形半導体記憶装置の
第1の実施例を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a static semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】図1のB−B線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図3】本発明に係るスタティック形半導体記憶装置の
第2の実施例を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the static semiconductor memory device according to the present invention.

【図4】図3のC−C線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line CC of FIG. 3;

【図5】従来のスタティック形メモリセルを示す回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional static memory cell.

【図6】図5のスタティック形メモリセルの平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view of the static memory cell of FIG.

【図7】図6のA−A線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板 2…フィールド酸化膜 3…ゲート酸化膜 4〜7…絶縁層 P1、P2…N+ 形不純物領域 S1、S2、S3…MOSのゲート電極 GND…接地電位層 TG1、TG2…TFTのゲート電極 TB1、TB2…TFTのソース、チャネル、ドレイン
領域 BL…ビット線 C1〜C11…コンタクト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Field oxide film 3 ... Gate oxide film 4-7 ... Insulating layers P1, P2 ... N + type impurity regions S1, S2, S3 ... MOS gate electrode GND ... Ground potential layers TG1, TG2 ... TFT Gate electrodes TB1, TB2 ... Source, channel and drain regions of TFT BL ... Bit lines C1 to C11 ... Contact

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 負荷用トランジスタと駆動用トランジス
タとからなるメモリセルを有するスタティック形半導体
記憶装置において、前記メモリセル以外の導電層からの
電場の影響を防ぐ基準電位層と前記駆動用トランジスタ
の基準電位層とを同一の層で構成したことを特徴とする
スタティック形半導体記憶装置。
1. A load transistor and a drive transistor.
Static type semiconductor having memory cells consisting of
In the memory device, from a conductive layer other than the memory cell
Reference potential layer for preventing influence of electric field and the driving transistor
It is characterized in that it is composed of the same layer as the reference potential layer of
Static semiconductor memory device.
【請求項2】 前記基準電位層を、前記負荷用トランジ
スタのチャンネル領域を挟み前記負荷用トランジスタの
ゲートがある側とは反対側に設けることを特徴とする請
求項1に記載のスタティック形半導体記憶装置。
2. The load potential transistor is connected to the reference potential layer.
Of the load transistor across the channel region of the star
A contract characterized by being provided on the opposite side of the gate
The static semiconductor memory device according to claim 1.
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